Зажги себя! Жизнь - в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг - Эрик Хагерман

Высокий уровень гормона стресса – кортизола – убивает нейроны в гиппокампе. Если положить нейрон в чашку Петри и добавить кортизол, жизненно важные соединения нейрона с другими клетками погибнут. Нейронные клетки будут формировать меньше синаптических окончаний, а их ответвления начнут отмирать. Это ведет к нарушению проводимости нервных клеток и их взаимосвязей и частично объясняет то, что гиппокамп человека в депрессии оказывается замкнут на негативных переживаниях. Он «гоняет» негативные воспоминания по кругу, в том числе и потому, что испытывает сложности в связях с другими участками мозга и в создании альтернативных нейронных цепочек.

Технологии МРТ открыли совершенно новую картину биологии депрессии. Ранее снимки и сканы были достаточно туманны и трудночитаемы. Теперь, с развитием позитронно-эмиссионной томографии и функциональной МРТ, ученые могут взглянуть на работу мозга в процессе. Одновременно с этим мы узнали, что новые нервные клетки ежедневно формируются в гиппокампе и, возможно, префронтальной коре – в зонах, наиболее подверженных ущербу от депрессий. Новые инструменты исследований и открытия позволили внести определенные коррективы в теорию нейромедиаторов.

Это знание не отбросило старое как ненужный хлам, а расширило его. Теперь мы воспринимаем депрессию как физические изменения в эмоциональной нейросети мозга. Норэпинефрин, дофамин и серотонин продолжают оставаться важными курьерами, переносящими информацию через синапсы, но без хороших связей между нейронами их эффективность падает. Главная работа нашего мозга – обрабатывать, рассылать получаемую информацию и постоянно «перенастраиваться», чтобы помогать адаптироваться к новым условиям, а значит – выживать. Создается впечатление, что при депрессиях в отдельных участках мозга способность адаптироваться снижается или исчезает совсем. Мозг не только оказывается замкнутым в порочный круг ненависти к себе, но еще и утрачивает гибкость, позволяющую выбраться из этой западни.

Переоценка депрессии как дефективности соединительной способности нейросети позволяет объяснить большое число симптомов подобных расстройств. Дело оказывается не только в ощущении внутренней пустоты, беспомощности или безнадежности. Депрессия негативно влияет на обучаемость, внимание, энергичность и жизненную мотивацию – совершенно разные участки высшей нервной деятельности, которые обеспечиваются различными частями мозга. Депрессия часто поражает и тело, вызывая бессонницу, потерю аппетита, отсутствие нормальных сексуальных желаний и вообще утрату способности заботиться о себе даже на примитивном уровне. Психиатр Александр Никулеску рассматривает ее как проявление инстинкта выживания, сводящееся к сохранению жизненных ресурсов в условиях безнадежности. «Это замирание в попытке не оказаться на пути беды», – написал он в своей статье в журнале Genome Biology (2005). Картина напоминает зимнюю спячку: когда окружающая среда оказывается для человека холодной и неприветливой, его нейробиологическая система приказывает «не высовываться». Только такая «спячка» может продлиться гораздо дольше, чем один сезон. Это как будто все естество кричит: «Впереди у тебя ничего нет, можешь сойти с дистанции». Отсюда атрофия чувств, потеря нейропластичности и нейрогенеза, общая утрата связи с действительностью. Неудивительно, что нам никогда не удавалось определить депрессию как одну проблему.

Если депрессия – это прежде всего нарушение системы связей в мозге, или потеря им способности адаптироваться к новым условиям, то это тем более повышает ценность аэробных методов в ее излечении. Еще в начале 1990-х годов было установлено, что нейротрофины защищают нейроны от кортизола в тех участках мозга, которые управляют настроением, включая и гиппокамп. Нейротрофины играют роль удобрений, побуждающих нейроны к росту и установлению более тесных связей, и это становится важным условием нейропластичности и нейрогенеза. Если очень высокий уровень кортизола может нанести ущерб нейротрофинам, то и антидепрессанты, и в особенности физические упражнения оказывают на них прямо противоположное позитивное воздействие. Нейротрофины – это палочка-выручалочка в постоянной борьбе стрессов с адаптивностью. Новым волшебным удобрением для мозга, или чудесным средством роста Miracle-Gro, назван вновь открытый нейромедиатор серотонин, и мы начинаем изучать его воздействие на настроение подопытных животных и человека.

Мы не можем спросить грызуна, испытывает ли он депрессию, но легко зафиксируем его реакцию на неизбежный стресс. Если на его лапы подается легкий разряд электричества, он предпочтет убежать или замереть? Это экспериментальная модель так называемой «выученной беспомощности», известного способа описания депрессии, которое подразумевает неспособность справиться с превратностями судьбы и предпринять действия, необходимые для выживания и процветания. Если животное отдается на волю обстоятельств, считается, что оно в состоянии депрессии.

В одном из таких экспериментов нейротрофический фактор BDNF вводился непосредственно в гиппокамп мышей. Эти животные стали более проворными в стремлении избежать неприятных ощущений, чем их собратья, которым такие инъекции не делали. Создается впечатление, что BDNF оказывал на мышей такое же действие, как антидепрессанты и физические упражнения. И наоборот, когда ученые кормили животных пищей, которая на 50 % снижала у них выработку нейротрофинов, то обнаружили, что мыши начинали плохо реагировать на антидепрессанты. Из этого следует, что нейротрофины – необходимое условие для эффективности лекарств. Мыши с низким уровнем нейротрофинов были значительно более медлительными в попытках избежать стресса, чем их собратья с нормальным уровнем этих белков.

Что касается людей, то ученые могут только измерять уровень нейротрофинов в крови, что дает весьма приблизительную картину их содержания в мозге. В одном из исследований 30 пациентов с диагнозом «депрессия» у всех был пониженный уровень нейротрофина BDNF. В другом эксперименте благодаря использованию антидепрессантов у больных депрессией удалось восстановить нормальный уровень BDNF. Очередной эксперимент показал, что при более высоком содержании нейротрофинов отмечалось меньшее количество симптомов депрессии. Патологоанатомические исследования депрессивных больных, покончивших жизнь самоубийством, выявили, что уровень нейротрофинов в их мозге был существенно ниже нормы. Даже у здоровых людей более низкое содержание в крови нейротрофинов обычно коррелирует с некоторыми чертами личности, делающими их уязвимыми для депрессий. В частности, такие люди проявляют склонность к невротическим реакциям и агрессивность.

Физическая активность приводит к увеличению выработки нейротрофинов в гиппокампе крыс почти так же, как и антидепрессанты, а иногда и в большей степени. В ходе эксперимента препараты применялись на крысах одновременно с мышечной активностью. Рост синтеза этого белка у животных увеличился на 250 %! У людей, по крайней мере в крови, занятия физкультурой повышают содержание нейротрофинов. Эффект от упражнений почти сравним с действием медицинских препаратов.

Так же как норэпинефрин в 1960-х годах, нейротрофин может быть только вершиной айсберга. Сегодня исследования сосредоточены на изучении фактора роста эндотелия сосудов, фактора роста фибробластов, инсулиноподобного фактора роста и других связанных с ними нейрохимических веществ, которые способствуют увеличению нейропластичности и нейрогенезу. Фармацевтические компании также заняты практическими исследованиями, нацеленными на маркировку и измерение этих факторов и выявление генов, на которые направлено их действие. Они хотят разгадать механизм этого действия и повторить его. Нейротрофический фактор BDNF и его собратья в обширной семье нейротрофинов оказались сейчас на острие нейрохимической картины человека, даже ближе к ее источникам, чем серотонин. В конце концов речь пойдет уже о генах.